Самостоятельная работа Дисперсия света. Цвета тел. Типы оптических спектров 9 класс
Самостоятельная работа Дисперсия света. Цвета тел. Типы оптических спектров 9 класс с ответами. Самостоятельная работа представлена в двух вариантах, в каждом варианте по 5 заданий.
Вариант 1
1. В какой цвет окрашена верхняя дуга радуги?
2. Что такое светофильтры? Приведите примеры их использования.
3. Объясните с физической точки зрения, почему трава зеленая.
4. С помощью какого прибора определили химический состав звёзд и Солнца?
5. На рисунках а, б, в приведены спектры излучения паров стронция, неизвестного образца и кальция.
Что можно сказать о химическом составе неизвестного образца?
Вариант 2
1. Свет какого цвета больше всего преломляется стеклянной треугольной призмой?
2. Что такое дисперсия света?
3. Объясните с физической точки зрения, чем белые поверхности отличаются от черных?
4. Чем отличается спектроскоп от спектрографа?
5. На рисунках приведены спектр поглощения неизвестного газа (б), спектры поглощения атомов водорода (а) и гелия (в).
Что можно сказать о химическом составе газа?
Ответы на самостоятельную работу Дисперсия света. Цвета тел. Типы оптических спектров 9 класс
Вариант 1
1. Верхняя дуга окрашена в красный цвет.
2. Светофильтр подавляет часть спектра электромагнитного излучения. Используют в фотосъемке. Например, фильтры помогают фотографу снимать в солнечную погоду.
3. Трава отражает электромагнитные волны видимого спектра с частотой, которая глазом воспринимается как зеленый цвет.
4. С помощью спектрографа.
5. Содержится стронций, но нет кальция.
Вариант 2
1. Свет фиолетового цвета
2. Дисперсия света — это совокупность явлений, обусловленных зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты или длины волны света.
3. Белые поверхности отражают волны всего спектра, черные поверхности поглощают волны всего спектра.
4. Отличие спектрографа в том, что у него в фокальной плоскости второй линзы помещается фотопластинка.
5. Газ содержит атомы водорода и гелия.
Как мы видим? Что мы видим?
Как мы видим? Что мы видим? (статья + изображения + видео) http://wp.me/p1RDSE-M1
«Ясность, это правильное распределение света и тени» Гете
Акт зрительного восприятия реализуется в несколько ступеней. В момент видения, световые частицы, известные как «фотоны», перемещаются от предмета к глазу, проходят через хрусталик глаза, где они преломляются, и фокусируются на сетчатке, выстилающей глаз изнутри. Здесь лучи преобразуются в электрические сигналы и передаются нейронами в зрительный центр в затылочной части мозга. Само восприятие зрительной информации происходит именно в этом центре мозга.
видео «КАК МЫ ВИДИМ?»
Видимое излучение — электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают участок спектра с длиной волны приблизительно от 380 (фиолетовый) до 740 нм (красный). Такие волны занимают частотный диапазон от 400 до 790 терагерц. Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова).
Наибольшую чувствительность к свету человеческий глаз имеет в области 555 нм (540 ТГц), в зелёной части спектра.
В спектре содержатся не все цвета, которые различает человеческий мозг. Таких оттенков, как розовый или маджента, нет в спектре видимого излучения, они образуются от смешения других цветов.
Видимое излучение также попадает в «оптическое окно», область спектра электромагнитного излучения, практически не поглощаемая земной атмосферой. Чистый воздух рассеивает голубой свет несколько сильнее, чем свет с большими длинами волн (в красную сторону спектра), поэтому полуденное небо выглядит голубым.
Многие виды животных способны видеть излучение, не видимое человеческому глазу, то есть не входящему в видимый диапазон. Например, пчёлы и многие другие насекомые видят свет в ультрафиолетовом диапазоне, что помогает им находить нектар на цветах. Растения, опыляемые насекомыми, оказываются в более выгодном положении с точки зрения продолжения рода, если они ярки именно в ультрафиолетовом спектре. Птицы также способны видеть ультрафиолетовое излучение (300—400 нм), а некоторые виды имеют даже метки на оперении для привлечения партнёра, видимые только в ультрафиолете.
Белый солнечный свет состоит из всех лучей спектра, однако хороший белый свет можно получить также при смешении лучей только двух длин волн — из красной и сине-зеленой частей спектра.
Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля (то есть, взаимодействующих друг с другом электрического и магнитного полей).
Среди электромагнитных полей вообще, порожденных электрическими зарядами и их движением, принято относить собственно к излучению ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться наиболее далеко от своих источников — движущихся зарядов, затухая наиболее медленно с расстоянием.
К электромагнитному излучению относятся радиоволны (начиная со сверхдлинных), инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое, рентгеновское и жесткое (гамма-) излучение (см. ниже, см. также рисунок).
Электромагнитное излучение способно распространяться в вакууме (пространстве, свободном от вещества), но в ряде случаев достаточно хорошо распространяется и в пространстве, заполненном веществом (несколько изменяя при этом свое поведение).
Цвет — качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущенияи зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов. Восприятие цвета определяется индивидуальностью человека, а также спектральным составом, цветовым и яркостным контрастом с окружающими источниками света, а также несветящимися объектами. Очень важны такие явления, как метамерия, индивидуальные наследственные особенности человеческого глаза (степень экспрессии полиморфных зрительных пигментов) и психики.
Ощущение цвета возникает в мозге при возбуждении и торможении цветочувствительных клеток — рецепторов глазной сетчатки человека или животного, — колбочек. Считается (хотя на сегодняшний день так никем и не доказано), что у человека и приматов существует три вида колбочек различающихся по спектральной чувствительности — ; (условно «красные»), ; (условно «зелёные») и ; (условно «синие»), соответственно. Светочувствительность колбочек невысока, поэтому для хорошего восприятия цвета необходима достаточная освещённость или яркость. Наиболее богаты цветовыми рецепторами центральные части сетчатки.
Каждое цветовое ощущение у человека может быть представлено в виде суммы ощущений этих трёх цветов (т. н. «трёхкомпонентная теория цветового зрения»). Установлено, что пресмыкающиеся, птицы и некоторые рыбы имеют более широкую область ощущаемого оптического излучения. Они воспринимают ближнее ультрафиолетовое излучение (300—380 нм), синюю, зелёную и красную часть спектра. При достижении необходимой для восприятия цвета яркости наиболее высокочувствительные рецепторы сумеречного зрения — палочки — автоматически отключаются.
Субъективное восприятие цвета зависит также от яркости и скорости его изменения (увеличения или уменьшения), адаптации глаза к фоновому свету (см. цветовая температура), от цвета соседних объектов, наличия дальтонизма и других объективных факторов; а также от того, к какой культуре принадлежит данный человек (способности осознания имени цвета); и от других, ситуативных, психологических моментов.
Свет — электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом, воспринимаемое человеческим глазом. Нередко, под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра.
В физике свет изучается в разделе Оптика.
Свет может рассматриваться либо как электромагнитная волна, скорость распространения в вакуумекоторой постоянна, либо как поток фотонов: частиц, обладающих определённой энергией и нулевой массой покоя.
Далее в статье будет информация о синем цвете. Вспомните, что в детстве мы боимся темноты и нам кажутся разные страшилища…
Усиление или ослабление действий электромагнитных волн видимого излучения возникает на различных участках земной поверхности, аномальных зонах. Соблюдение и использование проверенных данных воздействия электромагнитных волн, позволяет кратно увеличивать эффект, не прибегая к использованию переработки ископаемых для получения промежуточных результатов.
Например, дополнительной гипотезой может быть объяснение, что «покидаемые» жилища населением – это воздействие «отрицательных» волн электромагнитного спектра через уменьшившейся или исчезнувший озоновый слой и смены электромагнитного поля.
Чем опасен синий свет?
Солнечный свет — источник жизни на Земле, свет от Солнца доходит до нас за 8,3 мин. Хотя лишь 40% энергии солнечных лучей, попадающих на верхнюю границу атмосферы, преодолевают ее толщу, но и эта энергия не менее чем в 10 раз превышает ту, которая содержится во всех разведанных запасах подземного топлива. Солнце решающим образом повлияло на образование всех тел Солнечной системы и создало условия, которые привели к возникновению и развитию жизни на Земле. Однако длительное воздействие некоторых наиболее высокоэнергетичных диапазонов солнечного излучения представляет реальную опасность для многих живых организмов, в том числе и человека. На страницах журнала мы неоднократно рассказывали о том, с каким риском для глаз связано длительное воздействие ультрафиолетового света, однако, как показывают данные научных исследований, синий свет видимого диапазона также представляет определенную опасность.
Ультрафиолетовый и синий диапазоны солнечного излучения
Ультрафиолетовое излучение – это невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее часть спектральной области между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн 100–380 нм. Вся область ультрафиолетового излучения условно делится на ближнюю (200–380 нм) и далекую, или вакуумную (100–200 нм). Ближний УФ-диапазон, в свою очередь, подразделяется на три составляющих – UVA, UVB и UVC, отличающихся по своему воздействию на организм человека. UVC является наиболее коротковолновым и высокоэнергетичным ультрафиолетовым излучением с диапазоном длин волн 200–280 нм. UVB-излучение включает длины волн от 280 до 315 нм и является излучением средней энергии, представляющим опасность для органов зрения человека. Именно UVB способствует возникновению загара, фотокератита, в экстремальных случаях и заболеваний кожи. UVB практически полностью поглощается роговицей, но часть UVB-диапазона (300–315 нм) может проникать в глаза. UVA – это наиболее длинноволновая и наименее энергетичная составляющая ультрафиолета с диапазоном длин волн 315–380 нм. Роговица поглощает некоторое количество UVА, однако большая часть поглощается хрусталиком.
В отличие от ультрафиолета синий свет является видимым. Именно синие световые волны придают окраску небу (или любому другому предмету). Синий свет начинает видимый диапазон солнечного излучения – к нему относятся световые волны с длиной от 380 до 500 нм, которые имеют наиболее высокую энергию. Название «синий свет» в сущности является упрощенным, поскольку оно охватывает световые волны начиная от фиолетового диапазона (от 380 до 420 нм) и собственно синего (от 420 до 500 нм). Так как синие волны имеют наименьшую длину, они, согласно законам релеевского светорассеяния, наиболее интенсивно рассеиваются, поэтому значительная часть раздражающего блеска солнечного излучения обусловлена синим светом. Пока человек не достигает весьма почтенного возраста, синий свет не поглощается такими естественными физиологическими фильтрами, как слезная пленка, роговица, хрусталик и стекловидное тело глаза.
Наивысшая проницаемость коротковолнового видимого синего света обнаруживается в молодом возрасте и медленно сдвигается в более длинноволновый видимый диапазон по мере увеличения срока жизни человека.
Вредное воздействие синего света на сетчатку
Вредное воздействие синего света на сетчатку было впервые доказано в разнообразных исследованиях на животных. Воздействуя на обезьян большими дозами синего света, исследователи Харверт и Перлинг (Harwerth & Pereling) установили в 1971 году, что это приводит к продолжительной утрате спектральной чувствительности в синем диапазоне, возникающей из-за повреждений сетчатки. В 1980-е годы эти результаты были подтверждены другими учеными, которые обнаружили, что воздействие синим светом приводит к образованию фотохимических повреждений сетчатки, в особенности ее пигментного эпителия и фоторецепторов. В 1988 году в опытах на приматах Янг (Young) установил взаимосвязь между спектральным составом излучения и риском возникновения повреждений сетчатки. Он продемонстрировал, что достигающие сетчатки различные компоненты спектра излучения опасны в разной степени, а риск поражения экспоненциально возрастает с увеличением энергии фотонов. При воздействии на глаза светом диапазона от ближней инфракрасной области и до середины видимого спектра повреждающие эффекты незначительны и слабо зависят от продолжительности облучения. В то же время было обнаружено резкое увеличение повреждающего воздействия при достижении длины светового излучения 510 нм.
Согласно результатам этого исследования при равных условиях эксперимента синий свет в 15 раз более опасен для сетчатки, чем весь оставшийся диапазон видимого спектра.
Эти данные были подтверждены другими экспериментальными исследованиями, в том числе исследованием профессора Реме, который показал, что при облучении глаз крыс зеленым светом не обнаружено апоптоза или других вызванных светом повреждений, в то время как наблюдается массовая апоптическая гибель клеток после облучения синим светом. В исследованиях было показано, что изменение тканей после длительного воздействия ярким светом было таким же, какое связывают с симптомами возрастной дегенерации макулы.
Кумулятивное воздействие синего света
Уже давно было установлено, что старение сетчатки непосредственно зависит от продолжительности воздействия солнечного излучения. В настоящее время, хотя и нет абсолютно четких клинических доказательств, все большее число специалистов и экспертов убеждены, что кумулятивное воздействие синего света является фактором риска развития возрастной дегенерации макулы (ВДМ). Для установления четкой корреляции были проведены широкомасштабные эпидемиологические исследования. В 2004 году в США были опубликованы результаты исследования «The Beaver Dam Study», в котором участвовали 6 тыс. человек, а наблюдения проводились на протяжении 5–10 лет. Результаты исследования показали, что у людей, которые летом подвергаются воздействию солнечного света более 2 ч в день, риск развития ВДМ в 2 раза выше, чем у тех, кто проводит летом на солнце менее 2 ч. Однако не было выявлено однозначной взаимосвязи между длительностью солнечного облучения и частотой обнаружения ВДМ, что может свидетельствовать о кумулятивном характере повреждающего воздействия света, ответственного за риск ВДМ. Было указано, что кумулятивное воздействие солнечного света связано с риском возникновения ВДМ, что является скорее результатом воздействия видимого, а не ультрафиолетового света. Предыдущие исследования не обнаружили взаимосвязи между кумулятивным воздействием UBA- или UVB-диапазонов, но была установлена взаимосвязь между ВДМ и воздействием на глаза синего света. В настоящее время доказано повреждающее воздействие синего света на фоторецепторы и пигментный эпителий сетчатки. Синий свет вызывает фотохимическую реакцию, продуцирующую свободные радикалы, которые оказывают повреждающее воздействие на фоторецепторы – колбочки и палочки. Образующиеся вследствие фотохимической реакции продукты метаболизма не могут быть нормально утилизированы эпителием сетчатки, они накапливаются и вызывают ее дегенерацию.
Меланин – пигмент, обуславливающий цвет глаз, поглощает лучи света, защищая сетчатку и препятствуя ее повреждению. Люди со светлой кожей и голубыми или светлоокрашенными глазами потенциально более подвержены развитию ВДМ, так как у них меньшая концентрация меланина. Голубые глаза пропускают во внутренние структуры в 100 раз больше света, чем глаза темной окраски.
Для профилактики развития ВДМ следует применять очки с линзами, отрезающими синюю область видимого спектра. При одинаковых условиях воздействия синий свет в 15 раз более опасен для сетчатки, чем остальной свет видимого диапазона.
Как защитить глаза от синего света
Ультрафиолетовое излучение невидимо для наших глаз, поэтому мы пользуемся специальными приборами – УФ-тестерами или спектрофотометрами для оценки защитных свойств очковых линз в ультрафиолетовой области. В отличие от ультрафиолетового синий свет мы видим хорошо, поэтому во многих случаях можем оценить, насколько наши линзы отфильтровывают синий свет.
Очки, получившие название блю-блокеры (blue-blockers), появились в 1980-е годы, когда результаты вредного воздействия излучения синего диапазона видимого спектра еще не были так очевидны. Желтый цвет прошедшего через линзу света свидетельствует о поглощении линзой сине-фиолетовой группы, поэтому блю-блокеры, как правило, имеют желтый оттенок в своей окраске. Они могут быть желтыми, темно-желтыми, оранжевыми, зелеными, янтарными, коричневыми. Помимо защиты глаз блю-блокеры значительно улучшают контрастность изображения. Очки отфильтровывают синий свет, в результате чего исчезает хроматическая аберрация света на сетчатке, что увеличивает и разрешающую способность глаза. Блю-блокеры могут быть окрашенными в темные тона и поглощать до 90–92% света, а могут быть светлыми, если поглощают только фиолетово-синий диапазон видимого спектра. В том случае, когда линзы блю-блокеров поглощают более 80–85% лучей всех фиолетово-синих фрагментов видимого спектра, они могут изменить цвет наблюдаемых синих и зеленых предметов. Поэтому для обеспечения цветоразличения предметов всегда необходимо оставлять пропускание хотя бы малой части синих фрагментов света.
Вопросы § 49
Физика А.В. Перышкин
1.Что называется дисперсией света?
Дисперсией света называется зависимость показателя преломления вещества и скорости света от частоты световой волны.
2. Расскажите об опыте по преломлению белого света в призме. (Ход опыта, результаты, вывод.)
Ход опыта: Через треугольную стеклянную призму пропустили пучок белого света.
Результаты: Пучок отклонился к более широкой части призмы и разложился в спектр.
Выводы: Белый свет является сложным, состоящим из волн разных цветов (частот).
3. Расскажите об опыте, изображённом на рисунке 152.
Опыт на рис. 152 ставился с целью выявить зависимость между частотой световой волны и ее показателем преломления.
Через диафрагму пропустили пучок белого цвета. Поочередно с помощью красного и синего светофильтра получили изображение щели красного и синего цвета на экране. Их положение при этом было одинаковым. Затем расположив на пути пучка треугольную стеклянную призму было замечено,
что свет различной окраски отклоняется призмой по разному (синий больше чем красный).
Следовательно абсолютный показатель преломления стекла зависит не только от материала, из которого изготовлена призма, но и от частоты (цвета) света.
4. В чём заключается физическая причина различия цветов окружающих нас тел?
Это обусловлено тем, что тела разной окраски поглощают и отражают лучи разных цветов в разных отношениях.
5. Используя рисунок 151, расскажите об устройстве спектрографа.
Он состоит из коллиматора, призмы, двух линз и фотопластинки. В коллиматоре имеется узкая щель, через которую свет входит в прибор и расширяющимся пучком падает на линзу. Так как щель расположена в фокальной плоскости этой линзы, то свет выходит из нее параллельным пучком и падает на призму. Волны разных частот (цветов) отклоняются призмой на разные углы, поэтому из призмы выходят параллельные пучки разного направления. Эти пучки, преломившись во второй линзе, образуют на фотопластинке, расположенной в ее фокальной плоскости, изображение щели.
6. Что такое спектрограмма?
Спектрограммой называется фотография спектра.
7. Чем спектрограф отличается от спектроскопа?
В спектроскопе изображение наблюдается глазом с помощью линзы в реальном времени, а в спектрографа оно переносится на фотопластинку, т.е. сохраняется для более детального изучения.
Каким образом можно наблюдать спектр непосредственно глазами
Энергия излучений.
Электролюминесценция. Энергия, необходимая атомам для излучения света, может заимствоваться и из нетепловых источников. При разряде в газах электрическое поле сообщает электронам большую кинетическую энергию. Быстрые электроны испытывают соударения с атомами. Часть кинетической энергии электронов идет на возбуждение атомов. Возбужденные атомы отдают энергию в виде световых волн. Благодаря этому разряд в газе сопровождается свечением. Это и есть электролюминесценция.
Катодолюминесценция. Свечение твердых тел, вызванное бомбардировкой их электронами, называют катодолюминесценцией. Благодаря катодолюминесценции светятся экраны электронно-лучевых трубок.
Хемилюминесценция. При некоторых химических реакциях, идущих с выделением энергии, часть этой энергии непосредственно расходуется на излучение света. Источник света остается холодным (он имеет температуру окружающей среды). Это явление называется хемилюминесценцией.
Фотолюминесценция. Падающий на вещество свет частично отражается, а частично поглощается. Энергия поглощаемого света в большинстве случаев вызывает лишь нагревание тел. Однако некоторые тела сами начинают светиться непосредственно под действием падающего на него излучения. Это и есть фотолюминесценция.
Распределение энергии в спектре.
Ни один из источников не дает монохроматического света, т. е. света строго определенной длины волны. В этом нас убеждают опыты по разложению света в спектр с помощью призмы, а также опыты по интерференции и дифракции.
Та энергия, которую несет с собой свет от источника, определенным образом распределена по волнам всех длин, входящим в состав светового пучка. Можно также сказать, что энергия распределена по частотам, так как между длиной волны и частотой существует простая связь: ђv = c.
Плотность потока электромагнитного излучения или интенсивность, определяется энергией приходящейся на все частоты. Для характеристики распределения излучения по частотам нужно ввести новую величину: интенсивность приходящуюся на единичный интервал частот. Эту величину называют спектральной плотностью интенсивности излучения. 
Полагаться на глаз при оценке распределения энергии нельзя. Глаз обладает избирательной чувствительностью к свету: максимум его чувствительности лежит в желто-зеленой области спектра. Лучше всего воспользоваться свойством черного тела почти полностью поглощать свет всех длин волн. При этом энергия излучения (т. е. света) вызывает нагревание тела. Поэтому достаточно измерить температуру тела и по ней судить о количестве поглощенной в единицу времени энергии.
Обычный термометр имеет слишком малую чувствительность для того, чтобы его можно было с успехом использовать в таких опытах. Нужны более чувствительные приборы для измерения температуры. Можно взять электрический термометр, в котором чувствительный элемент выполнен в виде тонкой металлической пластины. Эту пластину надо покрыть тонким слоем сажи, почти полностью поглощающей свет любой длины волны.
Чувствительную к нагреванию пластину прибора следует поместить в то или иное место спектра. Всему видимому спектру длиной l от красных лучей до фиолетовых соответствует интервал частот от ИК до УФ. Ширине соответствует малый интервал Av. По нагреванию черной пластины прибора можно судить о плотности потока излучения, приходящегося на интервал частот Av. Перемещая пластину вдоль спектра, мы обнаружим, что большая часть энергии приходится на красную часть спектра, а не на желто-зеленую, как кажется на глаз.
По результатам этих опытов можно построить кривую зависимости спектральной плотности интенсивности излучения от частоты. Спектральная плотность интенсивности излучения определяется по температуре пластины, а частоту нетрудно найти, если используемый для разложения света прибор проградуирован, т. е. если известно, какой частоте соответствует данный участок спектра.
Откладывая по оси абсцисс значения частот, соответствующих серединам интервалов Av, а по оси ординат спектральную плотность интенсивности излучения, мы получим ряд точек, через которые можно провести плавную кривую. Эта кривая дает наглядное представление о распределении энергии и видимой части спектра электрической дуги.
Виды спектров.
Спектральный состав излучения различных веществ весьма разнообразен. Но, несмотря на это, все спектры, как показывает опыт, можно разделить на три отличающихся друг от друга типа.
Солнечный спектр или спектр дугового фонаря является непрерывным. Это означает, что в спектре представлены волны всех длин. В спектре нет разрывов, и на экране спектрографа можно видеть сплошную разноцветную полосу.
Распределение энергии по частотам, т. е. Спектральная плотность интенсивности излучения, для различных тел различно. Например, тело с очень черной поверхностью излучает электромагнитные волны всех частот, но кривая зависимости спектральной плотности интенсивности излучения от частоты имеет максимум при определенной частоте. Энергия излучения, приходящаяся на очень малые и очень большие частоты, ничтожно мала. При повышении температуры максимум спектральной плотности излучения смещается в сторону коротких волн.
Непрерывные (или сплошные) спектры, как показывает опыт, дают тела, находящиеся в твердом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы. Для получения непрерывного спектра нужно нагреть тело до высокой температуры.
Характер непрерывного спектра и сам факт его существования определяются не только свойствами отдельных излучающих атомов, но и в сильной степени зависят от взаимодействия атомов друг с другом.
Непрерывный спектр дает также высокотемпературная плазма. Электромагнитные волны излучаются плазмой в основном при столкновении электронов с ионами.
Внесем в бледное пламя газовой горелки кусочек асбеста, смоченного раствором обыкновенной поваренной соли. При наблюдении пламени в спектроскоп на фоне едва различимого непрерывного спектра пламени вспыхнет ярко желтая линия. Эту желтую линию дают пары натрия, которые образуются при расщеплении молекул поваренной соли в пламени. На спектроскопе также можно увидеть частокол цветных линий различной яркости, разделенных широкими темными полосами. Такие спектры называются линейчатыми. Наличие линейчатого спектра означает, что вещество излучает свет только вполне определенных длин волн (точнее, в определенных очень узких спектральных интервалах). Каждая из линий имеет конечную ширину.
Линейчатые спектры бывают только у веществ в атомарном состоянии (но не молекулярных). В этом случае свет излучают атомы, которые практически не взаимодействуют друг с другом. Это самый фундаментальный, основной тип спектров. Главное свойство линейчатых спектров в том, что изолированные атомы данного химического элемента излучают строго определенные, не повторяющиеся последовательности длин волн. У двух различных элементов не бывает одной и той же последовательности длин волн. Спектральные полосы появляются на выходе спектрального прибора на месте той длины волны, которая излучается из источника. Обычно для наблюдения линейчатых спектров используют свечение паров вещества в пламени или свечение газового разряда в трубке наполненной исследуемым газом.
При увеличении плотности атомарного газа отдельные спектральные линии расширяются и, наконец, при очень большой плотности газа, когда взаимодействие атомов становится существенным, эти линии перекрывают друг друга образуя непрерывный спектр.
Полосатый спектр состоит из отдельных полос, разделенных темными промежутками. С помощью очень хорошего спектрального аппарата можно обнаружить, что каждая полоса представляет собой совокупность большого числа очень тесно расположенных линий. В отличие от линейчатых спектров полосатые спектры создаются не атомами, а молекулами, не связанными или слабо связанными друг с другом.
Для наблюдения молекулярных спектров так же, как и для наблюдения линейчатых спектров, обычно используют свечение паров в пламени или свечение газового разряда.
Спектры излучения и поглощения.
Спектры стронция.
Спектры урана.
Спектры цинка.
Спектральный анализ и его применение.
Важно знать, из чего состоят окружающие нас тела. Изобретено много способов определения их состава. Но состав звезд и галактик можно узнать только с помощью спектрального анализа.
Спектральные аппараты.
Спектр электромагнитных излучений. Свойства электромагнитных излучений.
Электромагнитные излучения с различными длинами волн имеют довольно много различий, но все они, от радиоволн и до гамма-излучения, одной физической природы. Все виды электромагнитного излучения в большей или меньшей степени проявляют свойства интерференции, дифракции и поляризации, характерные для волн. Вместе с тем все виды электромагнитного излучения в большей или меньшей мере обнаруживают квантовые свойства.
Общим для всех электромагнитных излучений являются механизмы их возникновения: электромагнитные волны с любой длиной волны могут возникать при ускоренном движении электрических зарядов или при переходах молекул, атомов или атомных ядер из одного квантового состояния в другое. Гармонические колебания электрических зарядов сопровождаются электромагнитным излучением, имеющим частоту, равную частоте колебаний зарядов.
При колебаниях, происходящих с частотами от 105 до 1012 Гц, возникают электромагнитные излучения, длины волн которых лежат в интервале от нескольких километров до нескольких миллиметров. Этот участок шкалы электромагнитных излучений относится к диапазону радиоволн. Радиоволны применяются для радиосвязи, телевидения, радиолокации.
Электромагнитные излучения с длиной волны, меньшей 1-2 мм, но большей 8·10- 7 м, т.е. лежащие между диапазоном радиоволн и диапазоном видимого света, называются инфракрасным излучением.
Область спектра за красным его краем впервые экспериментально была исследована в 1800 г. английским астрономом Вильямом Гершелем (1738 – 1822 гг.). Гершель поместил термометр с зачерненным шариком за красный край спектра и обнаружил повышение температуры. Шарик термометра нагревался излучением, невидимым глазом. Это излучение назвали инфракрасными лучами.
Инфракрасное излучение испускают любые нагретые тела. Источниками инфракрасного излучения служат печи, батареи водяного отопления, электрические лампы накаливания.
С помощью специальных приборов инфракрасное излучение можно преобразовать в видимый свет и получать изображения нагретых предметов в полной темноте. Инфракрасное излучение применяется для сушки окрашенных изделий, стен зданий, древесины.
К видимому свету (или просто свету) относятся излучения с длиной волны примерно от 8·10- 7 до 4·10- 7 м, от красного до фиолетового света. Это самый узкий участок из всего спектра излучений известных человеку
Значение этого участка спектра электромагнитных излучений в жизни человека исключительно велико, так как почти все сведения об окружающем мире человек получает с помощью зрения.
Свет является обязательным условием развития зеленых растений и, следовательно, необходимым условием для существования жизни на Земле.
На экране за преломляющей призмой монохроматические цвета в спектре располагаются в следующем порядке: красный (имеющий наибольшую среди волн видимого света длину волны lк=7,6·10-7 м и наименьший показатель преломления), оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый (имеющий наименьшую в видимом спектре длину волны lф=4·10-7 м и наибольший показатель преломления).
В 1801 году немецкий физик Иоганн Риттер (1776 – 1810), исследуя спектр, открыл, что за его фиолетовым краем имеется область, создаваемая невидимыми глазом лучами. Эти лучи воздействуют на некоторые химические соединения. Под действием этих невидимых лучей происходит разложения хлорида серебра, свечение кристаллов сульфида цинка и некоторых других кристаллов. 
Невидимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны меньше, чем у фиолетового света, называют ультрафиолетовым излучением. Длины волн ультрафиолетового излучения заключены в пределах от
4·10- 7 до 6·10- 9 м. Наиболее характерным свойством этого излучения является его химическое и биологическое действие. Ультрафиолетовое излучение вызывает явление фотоэффекта, свечение ряда веществ (флуоресценцию и фосфоресценцию). Оно убивает болезнетворных микробов, вызывает пигментацию кожных покровов человека и т.д. В науке инфракрасное и ультрафиолетовое излучения используются для исследования молекул и атомов вещества.
В качестве источников ультрафиолетового излучения в медицине используются газоразрядные лампы. Трубки таких ламп изготавливают из кварца, прозрачного для ультрафиолетовых лучей; поэтому эти лампы называют кварцевыми лампами.
Гамма-излучением называют электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными атомными ядрами и возникающее при взаимодействии элементарных частиц.
Гамма-излучение – самое коротковолновое электромагнитное излучение (l 10 м). Его особенностью являются ярко выраженные корпускулярные свойства. Поэтому гамма-излучение обычно рассматривают как поток частиц – гамма-квантов. В области длин волн от 10- 10 до 10- 14 и диапазоны рентгеновского и гамма-излучений перекрываются, в этой области рентгеновские лучи и гамма-кванты по своей природе тождественны и отличаются лишь происхождением.
Обзор подготовил Сахар.
С Ув. Argentus/Donetsk/2011
